光刻机是如今半导体行业的命脉,为什么能被ASML所掌控?

发布者:心语乐章最新更新时间:2022-07-13 来源: 21ic关键字:光刻机  半导体行业  ASML 手机看文章 扫描二维码
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光刻机(lithography)又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。


近日,外交部发言人赵立坚主持例行记者会。有记者提问,美方称要求荷兰禁止向中方出口用于制造芯片的光刻机技术,你对此有何评论?如果这个公司按美国的要求这么做的话,中方是否会对美方或者是荷兰的相关公司采取反制措施?


赵立坚指出,这是美方滥用国家力量、倚仗技术霸权搞胁迫外交的又一例证。这也是典型的技术恐怖主义。在当前全球化背景下,美方一再将科技和经贸问题政治化、工具化、意识形态化,对别国搞技术封锁、技术脱钩,这只会让其他国家更加警醒。在技术上一味依靠美国行不通,这也将促使各国加快实现科技自主、自立自强。


赵立坚称,企图堵别人的路,最终只会堵死自己的路。我们希望美方秉持客观公正立场,从自身长远利益和公平公正市场原则出发,能够做出相应的决定。我们也相信有关方面能够保持独立自主,能够做出独立的决定。


美国正在推动荷兰政府禁止ASML向中国大陆出售包括DUV光刻机在内的设备,试图通过卡住芯片制造的“喉咙”来扩大其遏制中国大陆崛起的行动。


目前ASML已经无法向中国大陆出售其最先进的极紫外(EUV)光刻系统,单台售价高达1.6亿欧元(1.64亿美元),因为它无法获得荷兰政府的出口许可证。


如果荷兰同意,这将大大扩大现在禁止进入中国大陆的芯片制造设备的范围和类别,这可能对从中芯国际到华虹半导体等中国大陆芯片制造商造成严重的冲击。


ASML CEOPeter Wennink今年早些时候曾表示,不希望禁止向中国大陆客户销售DUV光刻设备。截止发稿,ASML的美国存托凭证跌幅扩大到了8.3%,这是自2020年3月以来的最大盘中跌幅。


在半导体生产中,光刻机是核心设备,它不仅决定了芯片制造的工艺水平,而且是耗时最多、成本最高的一步,目前先进的7nm、5nm及接下来的3nm、2nm都需要EUV光刻机,一台这样的光刻机售价将近10亿人民币,但目前还是供不应求。


目前,荷兰的ASML公司可以生产光刻机,他们的产能将决定全球先进工艺扩张的速度,所以代工龙头台积电、三星半年以来也在因为争抢最先进光刻机打的不可开交。


不难看出,光刻机是如今半导体行业的命脉,那这个命脉为什么被ASML所掌控?


作为制造芯片最先进的设备,光刻机的先进程度直接决定了芯片的制程工艺。ASML发言人称,更高的光刻分辨率将允许芯片缩小170%,同时密度增加2.9倍。未来比3nm更先进的工艺将极度依赖高NA EUV光刻机。


随着芯片越来越精密,更高数值的孔径意味着更小的光线入射角度,也意味着能够用来制造尺寸更小、速度更快的芯片。三星、台积电都希望通过获得下一代EUV光刻机,从而在未来2nm技术竞争上占据优势。


近日,韩国三星电子副会长李在镕又马不停蹄奔赴欧洲,外媒报道,三星电子副董事长李在镕已结束与 ASML 公司的会谈,并就韩国三星引进下一代高数值孔径 High-NA EUV 光刻设备达成了协议。High-NA EUV 作为 ASML 公司的下一代光刻设备,与 EUV 光刻设备相比,雕刻出的电路更为精细。而一台High-NA EUV 光刻设备的价格估计为 5000 亿韩元(约 25.85 亿元人民币),是现有 EUV 光刻设备价格的两倍。尽管如此,三星也在试图购进多至10台机器,有韩国业内人士表示:如果三星采购 10 台 High-NA EUV 光刻设备,将花费超过 5 万亿韩元(约 258.5 亿元人民币),因此政府可能会下场支持。


三星这么做,也是为了尽快追赶台积电。6月17日台积电举行的技术论坛上,作为晶圆代工龙头的台积电首次披露,到2024年,台积电将拥有ASML最先进的高数值孔径极紫外high-NA EUV光刻机,用于生产纳米片晶体管(GAAFET)架构的2nm(N2)芯片,预计在2025年量产。


尽管台积电业务开发资深副总经理张晓强称,台积电2024年还不准备运用新的高数值孔径EUV工具生产,引进的光刻机将主要用于与合作伙伴的研究,但台积电此次成功引进最先进的光刻机,无疑将进一步巩固自身在先进制程研发方面的领先地位。


ASML公司作为一家高端的光刻机制造公司,拥有光刻机的整个生产制造链,致力于打造自己的一体化光刻机制造流程。一开始其实ASML也是一个名不见经传的小公司,从一点一滴做起来的,经过了十几年的研发之路,ASML公司才开始在光刻机领域展露风头。而后,ASML公司越做越大,跻身到了光刻机的一线梯队。在后来,ASML公司率先研制出了EUV光刻机,这使得了自己一跃变成了光刻机制造行业的“老大哥”,开始在国际上名声四起。


有一句话说得好,当一个人站在巅峰的时候,也是他要开始走下坡路的时候了。外媒目前对于ASML都一致不看好,表示:“ASML的时代正在宣告结束。”那么,究竟是发生了什么事使得外界有如此看法呢?


目前,很多芯片厂商都已经暂停了对新型芯片的工艺升级,就拿苹果为例,目前最新款的苹果13仍然使用的是A15芯片,而Pro使用的则是A16芯片,而苹果官宣下款新手机仍然会使用A15,而不会大量替换为A16。从目前的情况来说,5nm的芯片已经能够满足新型手机以及电子设备的需求了,再大量更换最新的芯片也并不会有质的飞跃,所以很多公司为了节省成本,暂停了对新型芯片的更换升级。那么,取消了对新型芯片的研发工作,自然就用不到最新款的光刻机了,因此ASML公司会比较难受。


并且,ASML公司的EUV光刻机成本巨大,一款EUV光刻机的成本就要数十亿,很多公司对此都望而却步。而我国公司更是通过技术手段实现了不用EUV光刻机也能制造芯片的能力。这些年,很多半导体业界都开始推广NIL光刻机,这是一款价格便宜耗电少,但是性能与EUV几乎相差无几的光刻机,所以遭到了很多企业的喜爱。这也就表示ASML公司的EUV光刻机将会失去更多的市场。


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